《自然》雜志介紹年度十大科學(xué)人物之一潘建偉的內(nèi)容（來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中科院院士潘建偉，陡然“紅了”
12月19日凌晨，國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志公布2017年度十大科學(xué)人物，中國(guó)物理學(xué)家潘建偉赫然在列。
《自然》推選全球年度十大科學(xué)人物已是傳統(tǒng)。近年來(lái)入選中國(guó)科學(xué)家并不鮮見(jiàn)。2013年，禽流感專(zhuān)家陳化蘭當(dāng)選；2015年，中山大學(xué)教授黃軍利用基因編輯技術(shù)修改人類(lèi)胚胎DNA治療地中海貧血癥上榜。要算上海外華裔，同胞更多。今年入選的，就有美國(guó)布羅德研究所生物學(xué)家劉如謙。東姐覺(jué)得，從這個(gè)角度，咱絕對(duì)可以小小自豪一下。作為論文大國(guó)、博士大國(guó)，咱常收到“大而不強(qiáng)”，“一味跟隨、缺少開(kāi)創(chuàng)性引領(lǐng)性研究”的評(píng)價(jià)，這帽子能否慢慢摘下？
不過(guò)，潘建偉院士院士格外受關(guān)注——東姐一覺(jué)醒來(lái)，網(wǎng)絡(luò)朋友圈刷屏，以前國(guó)人很少注意的“《自然》十大科學(xué)人物”被成功“科普”。
面聆過(guò)潘院士學(xué)術(shù)風(fēng)采的東姐，也與有榮焉——潘院士不僅是中國(guó)科研創(chuàng)新突破的杰出代表，還是我大長(zhǎng)三角融合發(fā)展的生動(dòng)寫(xiě)照——他是浙江東陽(yáng)人；在合肥上大學(xué)、當(dāng)教授，還是中國(guó)科技大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)；其量子科技研究的基地中，相當(dāng)一部分則在上海浦東新區(qū)。
最近，潘建偉院士和他的團(tuán)隊(duì)持續(xù)得到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注——
12月13日，美國(guó)。著名科學(xué)媒體《科學(xué)新聞》（Science News）將“墨子號(hào)”的研究選為“2017年度十大科學(xué)事件”之一，并以“2017年量子通信衛(wèi)星證明了它的潛力”為題做了專(zhuān)題報(bào)道；
半個(gè)月前，烏鎮(zhèn)。世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)，18項(xiàng)世界互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先科技成果發(fā)布，潘建偉團(tuán)隊(duì)的光量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)上榜；
10月底，北京。2017未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮，潘建偉憑借量子光學(xué)的創(chuàng)造性貢獻(xiàn)獲“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”。該獎(jiǎng)2016年設(shè)立，是中國(guó)大陸第一個(gè)由科學(xué)家、企業(yè)家群體共同發(fā)起的民間科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)，單項(xiàng)獎(jiǎng)金高達(dá)100萬(wàn)元，被稱(chēng)為“中國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)”。
不久前，潘院士入選2017感動(dòng)上海年度人物。頒獎(jiǎng)辭是：“他讓中國(guó)的量子科學(xué)領(lǐng)跑世界，讓永攀高峰的精神引領(lǐng)時(shí)代”。
墨子號(hào)上天，“沉寂了一千年，中國(guó)誓回發(fā)明創(chuàng)新之巔”？
《科學(xué)》刊登“墨子號(hào)”發(fā)射消息的期刊封面（來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）
在物理學(xué)界之外，潘院士成為“網(wǎng)紅”始于去年8月16日。由他和他的團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)研制的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”上天，我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面的量子通信。今年，“墨子號(hào)”被寫(xiě)入十九大報(bào)告，成為近五年科技創(chuàng)新的代表性成果之一。
其實(shí)，“潘家軍”量子通信、量子計(jì)算的諸多原創(chuàng)性成果已是多次入選世界年度十大科技亮點(diǎn)、世界年度物理學(xué)重大進(jìn)展、世界年度物理學(xué)重大事件等，還獲過(guò)國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
聚光燈下的潘家軍，今年成果豐碩：8月10日，他們宣布“墨子號(hào)”提前圓滿(mǎn)完成量子糾纏分發(fā)、量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)三大科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，成果相繼發(fā)表于《科學(xué)》和《自然》上； 9月29日，十八大之后我國(guó)在信息領(lǐng)域部署的首個(gè)重大工程，世界首條千公里級(jí)量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”正式開(kāi)通；結(jié)合“京滬干線”與“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的天地鏈路，中國(guó)與奧地利首次成功實(shí)現(xiàn)洲際量子保密通信，為未來(lái)覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)邁出堅(jiān)實(shí)一步。
這些成果意義何在？
《自然》雜志為每一位入選者做了一篇新聞特寫(xiě)，《量子之父》開(kāi)篇便是：“在中國(guó)，人們稱(chēng)他‘量子之父’。對(duì)于這一稱(chēng)呼，潘建偉當(dāng)之無(wú)愧。在他的帶領(lǐng)下，中國(guó)成為遠(yuǎn)距離量子通信技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。”
去年底，《華爾街日?qǐng)?bào)》發(fā)表《沉寂了一千年，中國(guó)誓回發(fā)明創(chuàng)新之巔》的專(zhuān)題文章，將“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星作為中國(guó)創(chuàng)新能力提升的重要標(biāo)志。英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》報(bào)道則稱(chēng)，“沒(méi)有一個(gè)量子網(wǎng)絡(luò)比中國(guó)在去年底建成的‘京滬干線’更具雄心”。
量子通信是目前最接近實(shí)用的技術(shù)。“墨子號(hào)”上天之后，歐美各國(guó)對(duì)量子信息科學(xué)的重視達(dá)到前所未有的高度，紛紛開(kāi)始加緊戰(zhàn)略部署，比如歐盟就迅速啟動(dòng)10億歐元的量子技術(shù)旗艦計(jì)劃、美國(guó)國(guó)會(huì)在最近的聽(tīng)證會(huì)上認(rèn)為“美國(guó)絕對(duì)無(wú)法承受在量子技術(shù)革命競(jìng)爭(zhēng)中失敗的代價(jià)”。但是，在量子通信領(lǐng)域，中國(guó)無(wú)疑已是“領(lǐng)跑者”。
量子通信有啥用——從兩只貓的“死”、“活”說(shuō)起
12月17日，潘建偉在復(fù)旦科技創(chuàng)新論壇上作主旨演講。慕梁攝
12月17日，一流科學(xué)家云集、光諾獎(jiǎng)得主就有5位的“2017復(fù)旦科技創(chuàng)新論壇”舉辦。主旨演講者潘建偉院士做了《打破量子工程的壁壘》的報(bào)告。他從十萬(wàn)年前智人為什么能戰(zhàn)勝更強(qiáng)壯、頭腦更大的尼安德特人，成為進(jìn)化戰(zhàn)爭(zhēng)勝利者入手，通俗地講述量子力學(xué)理論的基本原理、研究驗(yàn)證的演進(jìn)歷史、技術(shù)應(yīng)用的最新成果……
“日常生活中，一只貓要么是死，要么是活。根據(jù)量子疊加原理，一只量子世界的貓，卻可以同處‘活’和‘死’兩種狀態(tài)的相干疊加……量子疊加擴(kuò)展到兩個(gè)粒子，就會(huì)出現(xiàn)量子糾纏現(xiàn)象。量子世界的兩只貓，甚至可以處于‘死死’和‘活活’的相干疊加中。如果測(cè)量其中一只貓的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)它‘活’著，那另一只貓就會(huì)立即塌縮到‘活’的狀態(tài)，不論它們相隔多么遙遠(yuǎn)。愛(ài)因斯坦稱(chēng)之為‘遙遠(yuǎn)距離的詭異互動(dòng)’?！庇脙芍弧柏垺睘槔?，潘院士對(duì)量子通信最為基礎(chǔ)的量子疊加、量子糾纏等概念的科普很解渴。
“假如我從合肥到上海帶了一件禮物放在箱子里，但不巧我忘帶鑰匙了。在經(jīng)典物理學(xué)中，我可以打電話給合肥同事，把鑰匙掃描發(fā)給我，也就是對(duì)鑰匙進(jìn)行測(cè)量，我另配一把鑰匙打開(kāi)箱子。
但如果這是一把‘量子鑰匙’，根據(jù)量子不可克隆定理，對(duì)單個(gè)未知量子態(tài)進(jìn)行測(cè)量，無(wú)法獲得這個(gè)狀態(tài)的完整信息，就只能將鑰匙的量子態(tài)本身從合肥傳送到上海。我們知道，量子態(tài)非常脆弱，傳輸通道各種不可避免的噪聲都會(huì)將之摧毀。怎么辦呢？根據(jù) Bennett 等1993年的方案，利用量子隱形傳態(tài)，可以將粒子未知的量子態(tài)傳送到遙遠(yuǎn)地點(diǎn)的另一個(gè)粒子上，而不用傳送這個(gè)粒子本身……”這把“鑰匙”，頓時(shí)讓“量子隱形傳態(tài)”生動(dòng)起來(lái)。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，不論量子通信還是量子計(jì)算，目前和日常生活還沒(méi)啥關(guān)系——碰上推銷(xiāo)什么量子工具、量子補(bǔ)藥的，千萬(wàn)別信。墨子號(hào)量子通訊衛(wèi)星的發(fā)射，連接北京、濟(jì)南、合肥、上海，全長(zhǎng)2000余公里的全球首個(gè)遠(yuǎn)距離量子干線“京滬干線”的建成，主要應(yīng)用在金融、政務(wù)、國(guó)防、電子信息等重要領(lǐng)域的保密通信。但遠(yuǎn)期則和我們每個(gè)人的信息安全都有關(guān)系：手機(jī)里有了量子保密芯片，語(yǔ)音通話、金融轉(zhuǎn)賬、信息傳輸?shù)壬婷懿僮?，就不用?dān)心被竊聽(tīng)、盜用或攻擊了。
20年執(zhí)著“追愛(ài)”，逆轉(zhuǎn)“偽科學(xué)”，當(dāng)上“領(lǐng)跑者”
潘建偉院士在實(shí)驗(yàn)室 （中國(guó)科技大學(xué)提供）
對(duì)于像東姐這種視物理為畏途的文科生來(lái)說(shuō)，量子學(xué)說(shuō)，簡(jiǎn)直天方夜譚。潘建偉經(jīng)常做的科普講座，讓東姐也初窺門(mén)徑。通篇打比方、講故事，消解各種公式、原理帶來(lái)的障礙。一說(shuō)到量子研究，他總是充滿(mǎn)激情。
這種努力，很可能與他多年面臨不理解和質(zhì)疑有關(guān)。
潘院士在中科大讀本科、碩士時(shí)接觸量子物理。1997年，他在奧地利因斯布魯克大學(xué)攻讀博士，作為第二作者的論文“實(shí)驗(yàn)量子隱形傳態(tài)”在《自然》發(fā)表，即被《科學(xué)》雜志評(píng)為年度全球十大科技進(jìn)展、入選 《自然》百年21篇經(jīng)典論文。此后，他和同事共同完成量子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的多個(gè)國(guó)際“第一次”。
2001年，潘建偉回國(guó)組建量子信息實(shí)驗(yàn)室。國(guó)內(nèi)對(duì)之了解甚少，有人質(zhì)疑其為“偽科學(xué)”，說(shuō)潘建偉“假回國(guó)、真騙錢(qián)”，至今百度“潘建偉”，還能看到所謂“偽科學(xué)”風(fēng)波。
對(duì)于質(zhì)疑，潘建偉鮮有辯白，只是緊鑼密鼓派學(xué)生到國(guó)際頂尖實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)、組建團(tuán)隊(duì)，埋頭苦干。過(guò)去20年里，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)的科研成果不斷登上《自然》、《科學(xué)》、《物理評(píng)論快報(bào)》等權(quán)威期刊。用美國(guó)馬里蘭大學(xué)量子物理學(xué)家門(mén)羅的說(shuō)法：“每次看到他們的研究進(jìn)展，都會(huì)震撼。”
2011年，潘建偉當(dāng)選中科院院士，是當(dāng)時(shí)最年輕的“70”后院士。
潘建偉院士在實(shí)驗(yàn)室工作 （中國(guó)科技大學(xué)提供）
不光量子通信技術(shù)全球領(lǐng)先，量子計(jì)算也表現(xiàn)出色。他們的光量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)的“玻色取樣”速度比國(guó)際同行快至少2.4萬(wàn)倍，比人類(lèi)第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)和第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)快10倍至100倍，成為第一臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的基于單光子的量子模擬機(jī)。
在2017未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮發(fā)表獲獎(jiǎng)感言時(shí)，潘建偉感謝了家人、妻子，還少見(jiàn)地用當(dāng)年追愛(ài)經(jīng)歷，來(lái)證明鍥而不舍、走向成功的“奧秘”和強(qiáng)大自信：“為了娶我的高中同學(xué)為妻，我從17歲開(kāi)始努力，花了將近9年，她終于答應(yīng)我。這么難的事我都能做成，我有信心做成世界上任何事！”
大國(guó)崛起，成為創(chuàng)新“領(lǐng)跑”新動(dòng)能
中國(guó)科技大學(xué)上海研究院經(jīng)常舉辦的“墨子沙龍”，很受歡迎 （來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）
在潘建偉看來(lái)，對(duì)量子通信技術(shù)的質(zhì)疑，源自不自信：這個(gè)研究美國(guó)有沒(méi)有在做？如果他們沒(méi)做，就不靠譜。國(guó)人更習(xí)慣跟進(jìn)、模仿。
“當(dāng)年楊振寧和李政道證明中國(guó)人在國(guó)外可以做很好的科學(xué)，我們證明了中國(guó)人在國(guó)內(nèi)也可以做很好的科學(xué)。”潘建偉說(shuō)。
2016年8月16日，我國(guó)在酒泉用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射升空。在未來(lái)，發(fā)射更多的量子通信衛(wèi)星來(lái)構(gòu)建“量子星座”也在計(jì)劃之中。潘建偉團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃結(jié)合中國(guó)未來(lái)的登月項(xiàng)目，建立地球和月球之間的量子糾纏，從而對(duì)量子力學(xué)的非定域性做出一個(gè)“終極的”回答。
有了“墨子號(hào)”，潘建偉團(tuán)隊(duì)遙遙領(lǐng)先的還有量子互聯(lián)網(wǎng)——即由衛(wèi)星和地面設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)在全球共享量子信息。量子通信是需要科學(xué)與工程技術(shù)緊密結(jié)合的大項(xiàng)目，惟有經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚的大國(guó)才能玩得轉(zhuǎn)。潘建偉很幸運(yùn)，他的研究與中國(guó)“強(qiáng)起來(lái)”神同步。
潘建偉與其科研團(tuán)隊(duì) （中國(guó)科技大學(xué)提供）
潘建偉把量子研究突飛猛進(jìn)歸功于中國(guó)“集中力量辦大事”的優(yōu)勢(shì)。他以“墨子號(hào)”為例，中科院上海技術(shù)物理研究所、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、光電技術(shù)研究所、國(guó)家天文臺(tái)、紫金山天文臺(tái)、國(guó)家空間科學(xué)中心等科研機(jī)構(gòu)都加入技術(shù)攻關(guān)。國(guó)家支持，地方政府、企業(yè)也積極參與、協(xié)同創(chuàng)新。他多次提到，團(tuán)隊(duì)在上海得到中科院、上海市科委、大張江管委會(huì)、浦東新區(qū)等多方支持。
量子科技正進(jìn)入深化突破、快速發(fā)展階段。“今后五年，會(huì)看到更多令人歡欣鼓舞的成果。這是一個(gè)全新的時(shí)代。”
潘建偉預(yù)言。（人民日?qǐng)?bào)中央廚房·大江東工作室 姜泓冰）
